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如图甲所示,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一竖直面(纸面)内,其上端接一阻值...

如图甲所示,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一竖直面(纸面)内,其上端接一阻值为R的电阻;在两导轨间OO′下方区域内有垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.现使电阻为r、质量为m的金属棒ab由静止开始自OO′位置释放,向下运动距离d后速度不再变化。(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计).

(1)求棒ab在向下运动距离d过程中回路产生的总焦耳热;

(2)棒ab从静止释放经过时间t0下降了,求此时刻的速度大小;

(3)如图乙在OO′上方区域加一面积为s的垂直于纸面向里的均匀磁场B',棒ab由静止开始自OO′上方一某一高度处释放,自棒ab运动到OO′ 位置开始计时,B'随时间t的变化关系,式中k为已知常量;棒ab以速度v0进入OO′下方磁场后立即施加一竖直外力使其保持匀速运动。求在t时刻穿过回路的总磁通量和电阻R的电功率。

 

(1)(2)(3) 【解析】试题分析:(1)对闭合回路: 由平衡知识可知: 由能量关系: (2) 由动量定理可知: 解得: (3)因为: 由法拉第电磁感应定律可得: 考点:法拉第电磁感应定律;动量定理;  
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考点分析:
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如图所示,在无限长的竖直边界NSMT间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2BKL为上下磁场的水平分界线,在NSMT边界上,距KLh处分别有PQ两点,NSMT间距为1.8h,质量为m,带电荷量为+q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力加速度为g.

(1)求电场强度的大小和方向.

(2)要使粒子不从NS边界飞出,求粒子入射速度的最小值.

(3)若粒子能经过Q点从MT边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值.

 

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在如图所示的竖直平面内,水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点,GH与水平面的夹角θ=37°.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B=1.25T;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度E=1×104 N/C.小物体P1质量m=2×103kg、电荷量q=+8×106C,受到水平向右的推力F=9.98×103 N的作用,沿CD向右做匀速直线运动,到达D点后撤去推力.当P1到达倾斜轨道底端G点时,不带电的小物体P2GH顶端静止释放,经过时间t=0.1s与P1相遇.P1P2与轨道CDGH间的动摩擦因数均为μ=0.5,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力.求:

(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小;

(2)倾斜轨道GH的长度s.

 

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在探究“功和速度变化关系”的实验中,小张同学用如图甲所示装置,尝试通过测得细绳拉力(近似等于悬挂重物重力)做的功和小车获得的速度的值进行探究,则

(1)下列说法正确的是__________

A.该方案需要平衡摩擦力

B.该方案需要重物的质量远小于小车的质量

C.该方案操作时细线应该与木板平行

D.该方案处理数据时应选择匀速时的速度

(2)某次获得的纸带如图乙所示,小张根据点迹标上了计数点,请读出C计数点在刻度尺上的读数______cm,并求出C点的速度为______ m/s(计算结果保留3位有效数字);

 

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某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有:多用电表;电压表:量程5V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5kΩ;导线若干.回答下列问题:

(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔________,调零点.

(2)将图(a)中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端.

(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示.多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.

(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零.此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V.从测量数据可知,电压表的内阻为________kΩ.

(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示.根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为________V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.

 

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如图所示,边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域,其磁感应强度B随时间t的变化关系为Bkt(常量k>0).回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1R0.闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势,则(  )

A. R2两端的电压为    B. 电容器的a极板带正电

C. 滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍    D. 正方形导线框中的感应电动势为kL2

 

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